5.2 斜裂縫、剪跨比及斜截面受剪破壞形態(tài)

　　5.2.1 斜 裂 縫

　　1. 斜裂縫的位置

　　鋼筋混凝土梁在其剪力V和彎矩M共同作用的剪彎區(qū)段內(支座附近區(qū)段)，將產生斜裂縫。

　　2.斜裂縫類型 斜裂縫主要有兩類：腹剪斜裂縫和彎剪斜裂縫。

　　(1)腹剪斜裂縫

　　圖5-3為一無腹筋簡支梁在對稱集中荷載作用下的主應力軌跡線圖形，實線是主拉應力跡線，虛線是主壓應力跡線。

　　在中和軸附近，主拉應力方向大致為450 。當荷載增大，拉應變達到混凝土的極限拉應變值時，混凝土開裂，沿主壓應力跡線產生腹部的斜裂縫，稱為腹剪斜裂縫。腹剪斜裂縫中間寬兩頭細，呈棗核形，常見于薄腹梁中。

　　(2)彎剪斜裂縫

　　從主應力跡線圖上可以看出，在剪彎區(qū)段截面的下邊緣，主拉應力還是水平向的，所以，在這些區(qū)段仍可能首先出現(xiàn)一些較短的垂直裂縫，然后延伸成斜裂縫，向集中荷載作用點發(fā)展，這種由垂直裂縫引伸而成的斜裂縫的總體，稱為彎剪斜裂縫，這種裂縫上細下寬，是最常見的。

　　5.2.2 剪 跨 比

　　1.簡支梁承載及裂縫示意圖

　　2.廣義剪跨比λ λ = M / Vho

　　3. 計算剪跨比λ

　　(1) 集中荷載時

　　λ = a / ho (5-5)

　　式中 a —— 稱為剪跨，集中力到臨近支座邊緣的距離。

　　(2) 均布荷載時

　　λ=(β-β2)/(1-2β)· L /ho (5-6)

　　式中 βL —— 計算截面離支座邊緣的距離。

　　L/ho ——稱為跨高比。

　　剪跨比反映了截面上彎矩與剪力的相對比值。它對梁的斜截面受剪破壞形態(tài)和斜截面受剪承載力，有著極為重要的影響。

　　5.2.3 斜截面受剪破壞的三種主要形態(tài)

　　1. 無腹筋梁的斜截面破壞形式

　　(1) 斜截面三種破壞形態(tài)

　　不同的剪跨比，梁內的主應力跡線分布也有不同，圖5一6為剪跨比分別是2、1、1/2時的主應力跡線分布圖。

　　由圖可見，當剪跨比λ很小時，就可能在集中荷載與支座反力之間形成短柱而壓壞;而當剪跨比λ很大時，在支座與集中荷載之間沒有直接的主壓應力跡線，故可能產生斜向受拉破壞。無腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)主要有斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞三種形態(tài)。

　　1) 斜壓破壞 ←— λ<1

　　破壞特征: 混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個斜向短柱而壓壞，破壞是突然發(fā)生的。多數發(fā)生在剪力大而彎矩小的區(qū)段，以及梁腹板很薄的T形截面或工字形截面梁內。

　　2) 剪壓破壞 ←— 1<λ<3

　　破壞特征: 在剪彎區(qū)段的受拉區(qū)邊緣先出現(xiàn)一些垂直裂縫，它們沿豎向延伸一小段長度后，就斜向延伸形成一些斜裂縫，而后又產生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫，稱為臨界斜裂縫，臨界斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸，使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小，最后導致剪壓區(qū)的混凝土破壞，使斜截面喪失承載力。屬脆性破壞。

　　3) 斜拉破壞 ←— λ>3

　　破壞特征: 當垂直裂縫一出現(xiàn)，就迅速向受壓區(qū)斜向伸展，斜截面承載力隨之喪失。破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時的荷載很接近，破壞過程急驟，破壞前梁變形亦小，具有很明顯的脆性。

　　(2) 斜截面承載力比較: 斜壓 > 剪壓 > 斜拉

　　(3) 變形能力: 它們在達到峰值荷載時，跨中撓度都不大，破壞后荷載都會迅速下降，表明它們都屬脆性破壞類型，而其中尤以斜拉破壞為甚。

　　2.有腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)

　　斜截面受剪破壞形態(tài)與無腹筋梁一樣，也有斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞三種。這時，除了剪跨比對斜截面破壞形態(tài)有重斜壓破壞要影響以外，箍筋的配置數量對破壞形態(tài)也有很大的影響。

　　(1) 斜拉破壞

　　當λ>3，且箍筋配置數量過少時，斜裂縫一旦出現(xiàn)，與斜裂縫相交的箍筋承受不了原來由混凝土所負擔的拉力，箍筋立即屈服而不能限制斜裂縫的開展，與無腹筋梁相似，發(fā)生斜拉破壞。

　　(2) 剪壓破壞

　　如果λ>3，箍筋配置數量適當的話，則可避免斜拉破壞，而轉為剪壓破壞。這是因為斜裂縫產生后，與斜裂縫相交的箍筋不會立即屈服，箍筋的受力限制了斜裂縫的開展。隨著荷載增大，箍筋拉力增大，當箍筋屈服后，不能再限制斜裂縫的開展，使斜裂縫上端剩余截面縮小，剪壓區(qū)混凝土在正應力σ和剪應力τ共同作用下達到極限強度，發(fā)生剪壓破壞。

　　(3) 斜壓破壞

　　如果λ>3，箍筋配置數量過多，箍筋應力增長緩慢，在箍筋尚未屈服時，梁腹混凝土就因抗壓能力不足而發(fā)生斜壓破壞。在薄腹梁中，即使λ較大，也會發(fā)生斜壓破壞。

　　對有腹筋梁來說，只要截面尺寸合適，箍筋配置數量適當，剪壓破壞是斜截面受剪破壞中最常見的一種破壞形態(tài)。

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